数据库并发控制：事务与隔离性

"并发控制是数据库管理系统中确保多个事务在并行执行时不会相互干扰，保持数据一致性的重要机制。在并发控制中，事务是基本的处理单元，事务处理的主要目标是保证事务的ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）特性。并发控制主要解决的问题是防止由于并发操作导致的数据不一致性，例如丢失修改、不可重读读和读“脏”数据等问题。 在串行执行方式下，每个时刻只有一个事务被执行，这虽然能确保数据一致性，但可能导致大量资源的闲置。相比之下，并发执行可以提高系统资源利用率，但同时也带来了数据不一致性的风险。并发执行可分为交叉并发（单处理机环境下事务操作轮流交叉运行）和同时并发（多处理机环境下多个事务并行运行）两种方式。 并发控制机制通过一系列方法来确保事务的正确调度，其中包括封锁技术。封锁是并发控制中常用的一种方法，通过锁定数据项防止其他事务对其进行并发访问，从而避免数据不一致。封锁的粒度可以从表级别细化到行级别，粒度越细，封锁的开销越大，但并发性越高。 除了封锁，11.3章节还讨论了活锁和死锁的问题。活锁是指两个或更多事务因互相等待对方释放资源而无法继续执行的情况，而死锁则是指多个事务相互等待对方持有的资源，导致所有事务都无法前进的状态。这两种情况都需要通过特定策略来预防或解决。 并发调度的可串行性是判断并发执行是否等价于某种串行执行的标准。如果一个并发执行的事务序列与某个串行执行的事务序列在数据上产生的效果相同，那么该并发执行是可串行化的，这是并发控制的目标之一。两段锁协议（2PC）是一种常用的保证可串行性的机制，它要求事务在修改数据前先锁定，并在事务结束时统一解锁。 封锁的粒度是另一个关键概念，粒度的选择直接影响系统的并发性能和资源利用率。更粗的粒度意味着更少的锁定，更高的并发性，但可能增加数据不一致的风险；反之，更细的粒度可以提高数据一致性，但可能降低并发性。 并发控制是数据库管理系统中的核心组成部分，它的设计和实现直接影响数据库系统的性能和数据安全性。DBMS通过各种并发控制策略，如封锁、两阶段锁协议等，来确保在多用户环境中，事务的并发执行能够正确且高效地进行，以满足业务需求。"